運動系統

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運動系統由骨、骨連結骨骼肌三種器官組成。骨以不同形式連結在一起,構成骨骼。形成了人體的基本形態,併為肌肉提供附著,在神經支配下,肌肉收縮,牽拉其所附著的骨,以可動的骨連結為樞紐,產生杠桿運動。運動系統主要的功能是運動。簡單的移位和高級活動如語言、書寫等,都是由骨、骨連結和骨骼肌實現的運動系統的第二個功能是支持。構成人體基本形態,頭、頸、胸、腹、四肢,維持體姿。運動系統的第三個功能是保護。由骨、骨連結和骨骼肌形成了多個體腔,顱腔胸腔腹腔盆腔,保護臟器。

基本介紹

  運動系統由骨連接和骨骼肌三種器官組成。骨與不同形式(不活動、半活動或活動)的骨連接聯結在一起,構成骨骼skeleton,形成了人體體形的基礎,併為肌肉提供了廣闊的附著點。肌肉是運動系統的主動動力裝置,在神經支配下,肌肉收縮,牽拉其所附著的骨,以可動的骨連接為樞紐,產生杠桿運動。

主要功能

運動

  運動系統顧名思義其首要的功能是運動。人的運動是很複雜的,包括簡單的移位和高級活動如語言、書寫等,都是以在神經系統支配下,肌肉收縮而實現的。即使一個簡單的運動往往也有多數肌肉參

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加,一些肌肉收縮,承擔完成運動預期目的角色,而另一些肌肉則予以協同配合,甚或有些處於對抗地位的肌肉此時則適度放鬆並保持一定的緊張度,以使動作平滑、準確,起著相輔相成的作用。

支持

  運動系統的第二個功能是支持,包括構成人體體形、支撐體重和內部器官以及維持體姿。人體姿勢的維持除了骨和骨連接的支架作用外,主要靠肌肉的緊張度來維持。骨骼肌經常處於不隨意的緊張狀態中,即通過神經系統反XX性地維持一定的緊張度,在靜止姿態,需要互相對抗的肌群各自保持一定的緊張度所取得的動態平衡

保護

  運動系統的第三個功能是保護,眾所周知,人的軀幹形成了幾個體腔,顱腔保護和支持著腦髓感覺器官;胸腔保護和支持著心、大血管、肺等重要臟器;腹腔和盆腔保護和支持著消化、泌尿、XX系統的眾多臟器。這些體腔由骨和骨連接構成完整的壁或大部分骨性壁;肌肉也構成某些體腔壁的一部分,如腹前、外側壁,胸廓肋間隙等,或圍在骨性體腔壁的周圍,形成頗具彈性和韌度的保護層,當受外力衝擊時,肌肉反XX性地收縮,起著緩衝打擊和震蕩的重要作用。

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骨組成部分

綜述

  骨bone是以骨組織主體構成的器官,是在結締組織軟骨基礎上經過較長時間發育過程(骨化)形成的。成人骨共206塊,依其存在部位可分為顱骨軀幹骨和四肢骨。各部分骨的名稱、數目見下頁表。   骨的形狀,人體的骨由於存在部位和功能不同,形態也各異。按其形態特點可概括為下列四種:

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長骨

  long bone主要存在於四肢,呈長管狀。可分為一體兩端。體又叫骨幹,其外周部骨質緻密,中央為容納骨髓的骨髓腔。兩端較膨大,稱為骺。骺的表面有關節軟骨附著,形成關節面,與相鄰骨的關節面構成運動靈活的關節,以完成較大範圍的運動。

短骨

  short bone 為形狀各異的短柱狀或立方形骨塊,多成群分佈手腕、足的後半部和脊柱等處。短骨能承受較大的壓力,常具有多個關節面與相鄰的骨形成微動關節,並常輔以堅韌的韌帶,構成適於支撐的彈性結構。

扁骨

  flat bone呈板狀,主要構成顱腔和胸腔的壁,以保護內部的臟器,扁骨還為肌肉附著提供寬闊的骨面,如肢帶骨的肩胛骨髖骨

不規則

  irregular bone 形狀不規則且功能多樣,有些骨內還生有含氣的腔洞,叫做含氣骨,如構成鼻旁竇上頜骨蝶骨等。

骨的構造

綜述

  骨以骨質為基礎,表面復以骨膜,內部充以骨髓,分佈于骨的血管、神經,先XX骨膜,然後穿入

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骨質再XX骨髓。

骨質

  骨質bone substance由骨組織構成。骨組織bony tissue含大量鈣化細胞間質和多種細胞-即骨細胞骨原細胞成骨細胞破骨細胞。骨細胞數量最多,位於骨質內,其餘的則位於骨質靠近骨膜的邊緣部。骨質由於結構不同可分為兩種:一種由多層緊密排列的骨板構成,叫做骨密質;另一種由薄骨板即骨小梁互相交織構成立體的網,呈海綿狀,叫做骨松質。骨密質質地緻密,抗壓抗紐曲性很強;而骨松質則按力的一定方向排列,雖質地疏鬆但卻體現出既輕便又堅固的性能,符合以最少的原料發揮最大功效的構築原則。不同形態的骨,由於其功能側重點不同,在骨密質和骨松質的配布上也呈現出各自的特色。以保護功能為主的扁骨,其內外兩面是薄層的骨密質,叫做內板和外板,中間鑲夾著當量的骨松質,叫做板障,骨髓即充填于骨松質的網眼中。以支持功能為主的短骨和長骨的骨骺,外周是薄層的骨密質,內部為大量的骨松質,骨小梁的排列顯示兩個基本方向,一是與重力方向一致,叫做壓力曲線;另一則與重力線相對抗而適應于肌肉的拉力,叫做張力曲線,二者構成最有效的承擔重力的力學系統。以運動功能見長的長管狀骨骨幹,則有較厚的骨密質,向兩端逐漸變薄而與骺的薄層骨密質相續,在靠近骨骺處,內部有骨松質充填,但骨幹的大部分骨松質甚少,中央形成大的骨髓腔。在承力過程中,長骨骨幹的骨密質與骨骺的骨松質和相鄰骨的壓力曲線,共同構成與壓力方向一致的統一功能系統。   骨質在生活過程中,由於勞動、訓練、疾病等各種因素的影響,表現出很大的可塑性,如芭蕾舞演員的足跖骨骨幹增粗,骨密質變厚;卡車司機的掌骨指骨骨幹增粗;長期卧床的患者,其下肢骨小梁壓力曲線系統變得不明顯等。

骨膜

  骨膜periosteum由緻密結締組織構成,被覆于除關節面以外的骨質表面,並有許多纖維束伸入于骨質內。此外,附著于骨的肌腱、韌帶于附著部位都與骨膜編織在一起。因而骨膜與骨質結合甚為牢固。骨膜

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富含血管、神經,通過骨質的滋養孔分佈于骨質和骨髓。骨髓腔和骨松質的網眼也襯著一層菲薄的結締組織膜,叫做骨內膜endosteum。骨膜的內層和骨內膜有分化成骨細胞和破骨細胞的能力,以形成新骨質和破壞、改造已生成的骨質,所以對骨的發生、生長修復等具有重要意義。老年人骨膜變薄,成骨細胞和破骨細胞的分化能力減弱,因而骨的修復機能減退。

骨髓

  骨髓bone marrow是柔XX富於血管的造血組織,隸屬於結締組織。存在於長骨骨髓腔及各種骨骨松質的的網眼中,在胚胎時期和嬰幼兒,所有骨髓均有造血功能,由於含有豐富的血液,肉眼觀呈紅色,故名紅骨髓。約從六歲起,長骨骨髓腔內的骨髓逐漸為脂肪組織所代替,變為黃紅色且失去了造血功能,叫做黃骨髓。所以成人的紅骨髓僅存于骨松質的網眼內

骨的物化特徵

  骨不僅堅硬且具一定彈性,抗壓力約為15kg/mm2,並有同等的抗張力。這些物理特性是由它的化學成分所決定的。骨組織的細胞間質由有機質和無機質構成,有機質由骨細胞分泌產生,約占骨重的1/3,其中絕大部分(95%)是膠原纖維,其餘是無定形基質,即中性或弱酸性的糖胺多糖組成的凝膠。無機質主要是鈣鹽,約占骨重的2/3,主要成分為羥基磷灰石結晶,是一種不溶性的中性鹽,呈細針狀,沿膠原纖維的長軸排列。將骨進行鍛燒,去除其有機質,雖然仍可保持原形和XX,但脆而易碎。若將骨置於強酸浸泡,脫除其無機質(脫鈣),該骨雖仍具原形,但柔軟而有彈性,可以彎曲甚至打結,鬆開后仍可恢複原狀。   有機質與無機質的比例年齡增長而逐漸變化,幼兒骨的有機質較多,柔韌性和彈性大,易變形,遇暴力打擊時不易完全折斷,常發生柳枝骨折。老年人有機質漸減,膠原纖維老化,無機鹽增多,因而骨質變脆,稍受暴力則易發生骨折。

骨的表面標誌

  骨的表面由於肌腱、肌肉、韌帶的附著和牽拉,血管、神經通過等因素的影響,形成了各種形態的標誌,有些標誌可以從體表清楚的看到或摸到,成為臨床診斷治療判斷人體結構位置的重要根據。   (一)骨面的突起:由於肌腱或韌帶的牽拉,骨的表面生有程度不同的隆起,其中明顯突出於骨面的叫突;末端尖的叫棘;基底部較廣逐漸凸隆的叫隆起,其表面粗糙不平的叫粗隆或結節,有方向扭轉的粗隆叫轉子;長線形的高隆起叫嵴;低而粗澀的叫線。   (二)骨面的凹陷:由於與鄰位器官、結構相接觸或肌肉附著的影響而形成。大而淺的光滑凹面叫窩,略小的凹叫小窩或小凹;長的叫溝;淺的如手指的壓痕叫壓跡。   (三)骨的腔洞:由於容納某些結構或空氣,或由於某些結構穿行所形成。一般將較大的空

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間稱為腔、竇、房,小者叫小房;長的骨性通道叫管;腔或管的開口叫口或孔,邊緣不完整的孔叫裂孔。   (四)骨端的標誌:骨端圓形的膨大叫頭或小頭,多為被覆著軟骨的關節面,頭下方較狹細處叫頸;橢圓形的膨大叫髁;髁的最突出部分叫上髁。   此外,較平滑的骨面叫面,是肌肉的附著處;骨的邊緣稱緣,緣的缺口或凹入都叫切跡,是血管、神經或肌腱的通過處。

骨的發生和發育

綜述

  骨發生於胚胎時的間充質。約在胎齡第8周,脊索的周圍以及其它部分由間充質分化出胚性結締組織,形成膜性骨。以後膜性骨的大部分被軟骨所取代,再由軟骨發展成骨;小部分則直接從膜性骨衍化為骨。由結締組織膜或軟骨衍化為骨的過程叫骨化。這一過程從胚胎時期開始,直至生后骨的發育完成為止。由膜骨化的叫原骨;由軟骨衍化的骨叫次骨。

膜化骨

  顱頂骨面顱骨的發生屬於此型。胚胎時期膜性骨的一定部位的細胞,分化出成團的成骨細胞,成骨細胞產生膠原纖維和基質,基質內鈣鹽漸沉積,形成骨組織小島,叫做骨化中心。再由此中心向周圍生成輻XX狀的骨梁,骨梁再生小梁並互相結合成網,網眼內充以胚性造血組織。膜性骨的表層部分形成骨膜,骨膜下還分化出一種破骨細胞,在成骨細胞不斷造骨的同時,破骨細胞破壞已建成的骨質並將之吸收,在這樣不斷造骨又不斷破壞骨的相反相成的矛盾運動中,骨不斷生長的同時被改建和重建,使骨達到成體的形態。顱骨一般均由幾個骨化點骨化然後愈合成一骨,其骨質的外層不斷生成,內層不斷破壞、吸收和改建,使顱腔的容積不斷擴大。

軟骨化

  四肢骨(鎖骨除外)和顱底骨的發生屬於此型。胚胎早期在膜性骨的基礎上形成與成體骨形狀相似的軟骨性骨,表面復以軟骨膜。軟骨化骨由軟骨膜和軟骨內同時進行。軟骨膜化骨形成骨密質及其外層的骨膜;軟骨內骨化形成骨松質及充填于其內的骨髓。長管狀骨的骨化,首先是軟骨體中間部的軟骨膜內層分化出成骨細胞,由它產生細胞間質並有鈣鹽沉積,形成圓筒狀的骨領。此時間充質和血管侵入軟骨體中央,分化出造骨與破骨細胞,形成初級骨化中心,並由此向兩端不斷發展,在最初骨化中心部位由於破骨細胞將骨質破壞、吸收而產生空腔,即骨髓腔,侵入的間充質轉化為紅骨髓。到降生前後,軟骨的兩端也出現骨化中心

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,叫初級骨化中心,先進行軟骨內化骨,然後進行軟骨膜化骨,形成骨骺。當骨幹和骨骺兩者的骨化都接近完成時,中間仍保留一層軟骨,叫做骺軟骨。骨的發育基於兩種機制:一是骺軟骨不斷增生,骨幹端又不斷骨化,使骨得以不斷長長,直至20歲左右,骺軟骨不再增長也被骨化,骨幹與骨骺相連,二者的嵌接處形成一條粗糙的骺線;另一是骨膜內層不斷地層層造骨與改建,其內部骨髓腔也不斷造骨、破骨與改建,從而使骨幹不斷增粗、骨髓腔也不斷的擴大。由於造骨和破骨互相矛盾互相制約的作用,使骨在長長變粗的同時,依據內、外環境諸多因素的影響,骨質的構築得到不斷的改建,使骨達到了以最少的原料而具有高度的韌性和XX統一體的效能。短骨的骨化過程與長骨骨骺相似,但首先從軟骨膜開始化骨,然後再進行軟骨內化骨。

肌的輔助裝置

筋膜

  筋膜fascia可分為淺、深兩層。淺筋膜superficial fascia為分佈于全身皮下層深部的纖維層,有人將皮下組織全層均列屬於淺筋膜,它由疏鬆結締組織構成。內含淺動、靜脈、淺淋巴結淋巴管、皮神經等,有些部位如面部頸部生有皮肌,胸部乳腺也在此層內。   深筋膜profundal fascia又叫固有筋膜,由緻密結締組織構成,遍布全身,包裹肌肉、血管神經束和內臟器官。深筋膜除包被于肌肉的表面外,當肌肉分層時,固有筋膜也分層。在四肢,由於運動較劇烈,固有筋膜特別發達、厚而堅韌,並向內伸入直抵骨膜,形成筋膜鞘將作用不同的肌群分隔開,叫做肌間隔。在體腔肌肉的內面,也襯以固有筋膜,如胸內、腹內和盆內筋膜等,甚而包在一些器官的周圍,構成臟器筋

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膜。一些大的血管和神經干在肌肉間穿行時,深筋膜也包繞它們,形成血管鞘。筋膜的發育與肌肉的發達程度相伴行,肌肉越發達,筋膜的發育也愈好,如大腿股四頭肌表面的闊筋膜,厚而堅韌。筋膜除對肌肉和其它器官具有保護作用外,還對肌肉起約束作用,保證肌群或單塊肌的獨立活動。在手腕及足踝部,固有筋膜增厚形成韌帶並伸入深部分隔成若干隧道,以約束深面通過的肌腱。在筋膜分層的部位,筋膜之間的間隙充以疏鬆結締組織,叫做筋膜間隙,正常情況下這種疏鬆的聯繫保證肌肉的運動,炎症時,筋膜間隙往往成為膿液的蓄積處,一方面限制了炎症的擴散,一方面濃液可順筋膜間隙的通向蔓延。

腱鞘滑液囊

  一些運動劇烈的部位如手和足部,長肌腱通過骨面時,其表面的深筋膜增厚,並伸向深部與骨膜連接,形成筒狀的纖維鞘,其內含由滑膜構成的雙層圓筒狀套管,套管的內層緊包在肌腱的表面,外層則與纖維鞘相貼。兩層之間含有少量滑液。因此肌腱既被固定在一定位置上,又可滑動並減少與骨面的摩擦。在發生中滑膜鞘的兩層在骨面與肌腱間互相移行,叫做腱系膜,發育過程中腱系膜大部分消失,僅在一定部位上保留,以引導營養肌腱的血管通過。

滑液囊

  在一些肌肉抵止腱和骨面之間,生有結締組織小囊,壁薄,內含滑液,叫做滑液囊synovial bursa,其功能是減緩肌腱與骨面的摩擦。滑液囊有的是獨立封閉的,有的與鄰近的關節腔相通,可視為關節囊滑膜層的突出物。

主要器官

骨骼

  軀體的支架,由骨借關節和韌帶互相連接而成。供肌肉附著,在運動中起杠桿作用。骨骼的形態和結構與其在運動中所擔負的工作相適應。可分為:①主軸骨骼。由頭骨椎骨肋骨胸骨組成。頭骨互相連接構成頭顱。每一體節中有一椎骨,短而有較多的突起,互相連接而成脊柱,是軀體的主軸。頸部、胸部、腰部、薦部和尾部的椎骨分別稱為頸椎胸椎腰椎、薦椎和尾椎。薦椎結合成薦骨,有利於接受來自

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後肢的推動軀體前進的力量。肋骨、胸骨和胸椎構成胸廓。②前肢骨骼。有肩胛骨、肱骨橈骨尺骨、腕骨、掌骨和指節骨。肩胛骨為扁骨,位於胸側壁前部,具有寬大的面積以供肌肉附著。肱骨為管狀長骨,位於上臂。橈骨和尺骨並列於前臂,也是管狀長骨。馬、牛、羊的尺骨已退化並與橈骨結合,僅其近端發達,稱為鷹嘴。腕骨為一群短骨,分兩排砌合一起,參與構成腕關節。掌骨為管狀長骨,馬有3枚、中間的1枚發達,兩側的2枚較小;牛、羊有2枚,1枚發達,實由2枚掌骨互相結合而成,另1枚很小;豬有4枚,中間的2枚發達,兩側的2枚較小。指骨包括指節骨和籽骨,馬僅1指,牛、羊有2指,豬有4指,各有指節骨 3枚。③後肢骨骼。有髖骨、股骨髕骨脛骨腓骨跗骨、跖骨和趾節骨。髖骨為扁骨,由髂骨恥骨和坐骨結合而成,有寬大的面積供肌肉附著。左右髖骨與薦骨連合構成骨盆。股骨位於大腿,為管狀長骨。髕骨位於膝關節,為籽骨。脛骨位於小腿,為管狀長骨。腓骨細長,與脛骨並列,在馬、牛、羊已退化,附著于脛骨。跗骨為一群短骨,分為3排砌合一起,參與構成跗關節。跖骨和趾節骨分別與掌骨和指節骨相同。   關節 骨間互相連接的結構。有的關節結構簡單,骨間的纖維組織或軟骨組織連接很緊,相互之間基本上不能移動。有的關節結構較複雜,骨與骨借關節囊和韌帶連結,相互之間可以移動。關節囊外層為纖維膜;內層為滑膜,能分泌滑液以減少摩擦力(圖1)。滑膜關節依關節面的形狀和活動方式可分為:可滑動的平關節,如腕掌關節;可作伸屈運動的單軸關節,如肘關節;可作旋轉運動的單軸關節,如寰樞關節;可作伸、屈、內收、外展運動的雙軸關節;可作伸、屈、內收、外展、環行和旋轉運動的多軸關節,如髖關節。四肢的關節大多為進行伸屈運動的單軸關節。肩關節和髖關節在結構上為多軸關節;但馬、牛、羊、豬的髖關節主要進行伸屈運動,肩關節只能進行伸屈運動。頭部關節大多不能活動,但顳下頜關節能進行伸屈和滑動運動。脊柱的連接特殊,椎骨的椎弓由滑膜關節相連,椎體纖維軟骨相連。

肌肉

  參與構成運動系統的肌肉屬橫紋肌,為運動系統的收縮組織,能以關節為支點,牽動被其所附著的骨而產生運動。運步和推動軀體前進是家畜運動的主要形式。與此有關的肌肉主要是脊柱肌,主要作用於脊柱和頭顱,它的一些肌肉的收縮,具有抬頭,穩定脊間關節和傳導來自后股的力量的作用,從而推動軀體前進。分佈於前、後肢的各種肌肉,各有不同的運動功能,起著協調和共濟作用。如前肢數目多而較大的左右腹側鋸肌,具有懸吊作用,可緩衝震動。臂頭肌具有提起前肢向前邁步的功能。後肢的臀股肌相當發達,為推動軀體前進的主力。 肌肉結構的中部稱肌腹,由肌纖維構成,它能收縮和舒張;兩端為腱,屬纖維組織。肌肉收縮所產生的力量與肌纖維的數量成正比,縮短的幅度與肌纖維的長度成正比。肌纖維一般能縮短其原來長度的1/3~1/2。肌纖維中充滿肌質網、線粒體肌糖元和排列整齊的肌原纖維。肌原纖維由在電鏡下表現為交錯排列于暗帶和明帶的肌絲和細肌絲構成。位於暗帶的粗肌絲含肌球蛋白;細肌絲含肌動蛋白,有一段位於明帶,另一段伸入暗帶並交錯地位於粗肌絲之間(圖 2)。當神經衝動傳到時,粗肌絲的腺苷磷酸酶被激活而使腺苷三

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磷酸分解產生能量;並使肌球蛋白與肌動蛋白結合成肌動球蛋白複合物,細肌絲因而全部拉進暗帶,形成肌原纖維收縮。神經衝動停止時,則呈現一系列與此方向相反的活動。任何一個動作都是在神經統一支配下一群肌肉共同活動的結果。動物在休息期間,肌肉處於緊張狀態,可保持身體的姿勢和平衡。運動時則肌肉收縮,併產生張力。肌肉能否進行較長時間的工作取決於能否有足以保證肌纖維中的線粒體產生腺苷三磷酸的能量和氧的供應,以及代謝產物的排除。能量來自脂肪、葡萄糖和肌糖元的氧化。另外,肌纖維也有儲備能源的功能。

動機

  家畜運步是指肢端自地面提起時,運用以肘關節為支點、力臂小於重臂的速度杠桿。肢端著地后軀體前進,是運用以肢端著地點為支點,力臂大於重臂的省力杠桿。如前肢的運步,先是隨著肩關節、肘關節、腕關節和指節間關節的屈肌收縮,這些關節屈曲,肢端自地而提起;接著,隨著伸肌收縮,這些關節伸展;同時由於軀體向前推進,前肢邁前一步,肢端著地。之後,這些關節的伸肌(包括腕關節和指節間的屈肌)收縮,有關的關節伸展,推動軀體前進。後肢的運步基本上由後肢的有關關節,如髖關節、膝關節、跗關節和趾節間關節及其肌肉進行著類似的伸屈活動,推動軀體前進。在四肢交替運動推動軀體前進的過程中,當後肢著地支撐身體時,軀體後部升起,重心前移;前肢著地支撐軀體時,軀體前部升起,重心后移。從而,軀體呈現不斷的起伏波動。

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